DE102021108872A1 - SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD - Google Patents
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- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
- H01L27/092—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
- H01L27/0924—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors including transistors with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/3115—Doping the insulating layers
- H01L21/31155—Doping the insulating layers by ion implantation
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System
- H01L21/28568—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System the conductive layers comprising transition metals
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3215—Doping the layers
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
- H01L21/76825—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by exposing the layer to particle radiation, e.g. ion implantation, irradiation with UV light or electrons etc.
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/7684—Smoothing; Planarisation
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76853—Barrier, adhesion or liner layers characterized by particular after-treatment steps
- H01L21/76855—After-treatment introducing at least one additional element into the layer
- H01L21/76859—After-treatment introducing at least one additional element into the layer by ion implantation
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
- H01L21/76883—Post-treatment or after-treatment of the conductive material
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76886—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/823475—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type interconnection or wiring or contact manufacturing related aspects
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
- H01L21/823821—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of transistors with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
- H01L21/823871—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS interconnection or wiring or contact manufacturing related aspects
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/401—Multistep manufacturing processes
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- H—ELECTRICITY
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
- H01L29/41791—Source or drain electrodes for field effect devices for transistors with a horizontal current flow in a vertical sidewall, e.g. FinFET, MuGFET
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66545—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using a dummy, i.e. replacement gate in a process wherein at least a part of the final gate is self aligned to the dummy gate
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66787—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a gate at the side of the channel
- H01L29/66795—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a gate at the side of the channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
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- H—ELECTRICITY
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/785—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/785—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
- H01L29/7851—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET with the body tied to the substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
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Abstract
Es werden Verfahren zur Verbesserung der Abdichtung zwischen Kontaktsteckern und benachbarten dielektrischen Schichten und dadurch gebildete Halbleiterbauelemente offenbart. In einer Ausführungsform umfasst ein Halbleiterbauelement eine erste dielektrische Schicht über einem leitfähigen Merkmal, wobei ein erster Abschnitt der ersten dielektrischen Schicht einen ersten Dotierstoff umfasst, ein Metallmerkmal, das elektrisch mit dem leitfähigen Merkmal gekoppelt ist, wobei das Metallmerkmal ein erstes Kontaktmaterial in Kontakt mit dem leitfähigen Merkmal umfasst; ein zweites Kontaktmaterial über dem ersten Kontaktmaterial, wobei das zweite Kontaktmaterial ein Material umfasst, das sich von dem ersten Kontaktmaterial unterscheidet, wobei ein erster Abschnitt des zweiten Kontaktmaterials ferner den ersten Dotierstoff umfasst; und eine dielektrische Auskleidung zwischen der ersten dielektrischen Schicht und dem Metallmerkmal, wobei ein erster Abschnitt der dielektrischen Auskleidung den ersten Dotierstoff umfasst.Methods for improving the sealing between contact plugs and adjacent dielectric layers and semiconductor devices formed thereby are disclosed. In one embodiment, a semiconductor device includes a first dielectric layer over a conductive feature, a first portion of the first dielectric layer including a first dopant, a metal feature electrically coupled to the conductive feature, the metal feature including a first contact material in contact with the conductive feature includes; a second contact material over the first contact material, the second contact material comprising a material different than the first contact material, a first portion of the second contact material further comprising the first dopant; and a dielectric liner between the first dielectric layer and the metal feature, wherein a first portion of the dielectric liner includes the first dopant.
Description
PRIORITÄTSANSPRUCH UND QUERVERWEISPRIORITY CLAIM AND CROSS-REFERENCE
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Halbleitervorrichtungen (-bauelemente) werden in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel PCs, Mobiltelefonen, Digitalkameras und anderen elektronischen Geräten. Halbleiterbauelemente werden typischerweise durch aufeinanderfolgendes Abscheiden von Schichten aus isolierendem bzw. dielektrischem Material, Schichten aus leitfähigem Material und Halbleiterschichten über einem Halbleitersubstrat und Strukturieren der verschiedenen Schichten unter Verwendung von Lithografie zur Bildung von Schaltungskomponenten und Elementen darauf gefertigt.Semiconductor devices (components) are used in a variety of electronic applications, such as personal computers, cell phones, digital cameras, and other electronic devices. Semiconductor devices are typically fabricated by sequentially depositing insulating/dielectric material layers, conductive material layers, and semiconductor layers over a semiconductor substrate and patterning the various layers using lithography to form circuit components and elements thereon.
Die Halbleiterindustrie verbessert kontinuierlich die Integrationsdichte von verschiedenen elektronischen Komponenten (z. B. Transistoren, Dioden, Widerständen, Kondensatoren usw.) durch kontinuierliche Verringerung der minimalen Merkmalgröße, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Komponenten auf einer gegebenen Fläche integriert werden können.The semiconductor industry is continually improving the integration density of various electronic components (e.g., transistors, diodes, resistors, capacitors, etc.) by continually reducing the minimum feature size, thereby allowing more components to be integrated in a given area.
Figurenlistecharacter list
Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verständlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Figuren gelesen wird. Es sei noch angemerkt, dass entsprechend der üblichen Branchenpraxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Diskussion beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
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1 veranschaulicht ein Beispiel eines Halbleiterbauelements mit Fin-Feldeffekttransistoren (FinFETs) in einer dreidimensionalen Ansicht, gemäß einigen Ausführungsformen. -
2 ,3 ,4 ,5 ,6A ,6B ,7A ,7B ,7C ,8A ,8B ,8C ,9A ,9B ,9C ,10A ,10B ,10C ,10D ,11A ,11B ,12A ,12B ,13A ,13B ,14A ,14B ,14C ,15A ,15B ,15C ,16A ,16B ,16C ,17A ,17B ,17C ,18A ,18B ,18C ,18D ,19A ,19B ,19C ,19D ,19E ,19F ,20A ,20B ,20C ,20D ,21A ,21B ,22A und22B sind Querschnittsansichten von Zwischenstufen bei dem Herstellen von Halbleiterbauelementen, gemäß einigen Ausführungsformen.
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1 1 illustrates an example of a semiconductor device with fin field effect transistors (FinFETs) in a three-dimensional view, according to some embodiments. -
2 ,3 ,4 ,5 ,6A ,6B ,7A ,7B ,7C ,8A ,8B ,8C ,9A ,9B ,9C ,10A ,10B ,10C ,10D ,11A ,11B ,12A ,12B ,13A ,13B ,14A ,14B ,14C ,15A ,15B ,15C ,16A ,16B ,16C ,17A ,17B ,17C ,18A ,18B ,18C ,18D ,19A ,19B ,19C ,19D ,19E ,19F ,20A ,20B ,20c ,20D ,21A ,21B ,22A and22B 12 are cross-sectional views of intermediate stages in the fabrication of semiconductor devices, according to some embodiments.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen bzw. Ausführungsbeispiele zum Implementieren unterschiedlicher Merkmale der Erfindung bereit. Um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen, werden nachstehend konkrete Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht einschränkend sein. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei welchen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt gebildet werden, und auch Ausführungsformen umfassen, bei welchen zusätzliche Merkmale derart zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal gebildet werden können, dass das erste und das zweite Merkmal möglicherweise nicht in direktem Kontakt sind. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung in den verschiedenen Beispielen Bezugszeichen und/oder Buchstaben wiederholen. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und gibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen vor.The following disclosure provides many different embodiments for implementing different features of the invention. In order to simplify the present disclosure, specific examples of components and arrangements are described below. These are, of course, merely examples and are not intended to be limiting. For example, the formation of a first feature over or on a second feature in the following description may include embodiments in which the first and second features are formed in face-to-face contact, and also include embodiments in which additional features are so intermediate between the first and the second feature may be formed that the first and second features may not be in direct contact. Also, the present disclosure may repeat reference numbers and/or letters in the various examples. This repetition is for the purpose of simplicity and clarity and does not in itself dictate a relationship between the various embodiments and/or configurations discussed.
Ferner können räumlich relative Begriffe wie „unter“, „unterhalb“, „untere/r/s“, „über“, „obere/r/s“ und dergleichen hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elementes oder Merkmals zu einem anderen Element (anderen Elementen) oder Merkmal(en), wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Ausrichtung unterschiedliche Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb umfassen. Der Gegenstand kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen), und die vorliegend verwendeten räumlich relativen Beschreibungen können ebenso entsprechend interpretiert werden.Furthermore, spatially relative terms such as "beneath", "below", "lower", "above", "upper" and the like may be used herein for ease of description to indicate the relationship of an element or feature to other element(s) or feature(s) as illustrated in the figures. The spatially relative terms are intended to encompass different orientations of the device in use or operation in addition to the orientation shown in the figures. The item may be otherwise oriented (rotated 90 degrees or at other orientations) and the spatially relative descriptors used herein interpreted accordingly as well.
Verschiedene Ausführungsformen stellen ein Verfahren zur Verbesserung der Grenzflächen zwischen dielektrischen Schichten und Kontakten sowie Halbleiterbauelemente bereit, die durch diese Verfahren gebildet werden. Das Verfahren umfasst Bilden einer Öffnung in einer dielektrischen Schicht, Abscheiden eines ersten Kontaktmaterials in der Öffnung, Abscheiden eines zweiten Kontaktmaterials über dem ersten Kontaktmaterial, um den Kontakt zu bilden, und Durchführen eines Ionenimplantationsprozesses auf der dielektrischen Schicht. Die dielektrische Schicht kann Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder dergleichen umfassen; das erste Kontaktmaterial kann Kobalt oder dergleichen umfassen; und das zweite Kontaktmaterial kann Wolfram, Ruthenium oder dergleichen umfassen. Die durch den Ionenimplantationsprozess implantierten Ionen können Germanium, Xenon, Argon, Silizium, Arsen, Stickstoff, Kombinationen davon oder dergleichen umfassen. Das Implantieren der Ionen in die dielektrische Schicht kann dazu führen, dass sich das Volumen der dielektrischen Schicht ausdehnt, wodurch eine Abdichtung zwischen der dielektrischen Schicht und dem zweiten Kontaktmaterial entsteht. Ein Planarisierungsprozess, wie ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP), planarisiert die dielektrische Schicht und das zweite Kontaktmaterial. Die Abdichtung verhindert, dass beim Planarisierungsprozess verwendete Chemikalien, wie CMP-Aufschlämmung, zwischen das zweite Kontaktmaterial und die dielektrische Schicht eindringen und Material des ersten Kontaktmaterials entfernen. Dadurch wird die Bildung von Rissen zwischen dem Kontakt und der dielektrischen Schicht reduziert, die Bauelementdefekte verringert und die Bauelementleistung verbessert.Various embodiments provide a method for improving interfaces between dielectric layers and contacts, and semiconductor devices formed by these methods. The method includes forming an opening in a dielectric layer, depositing a first contact material in the opening, depositing a second contact material over the first contact material, around the contact and performing an ion implantation process on the dielectric layer. The dielectric layer may include silicon oxide, silicon nitride, or the like; the first contact material may include cobalt or the like; and the second contact material may include tungsten, ruthenium, or the like. The ions implanted by the ion implantation process may include germanium, xenon, argon, silicon, arsenic, nitrogen, combinations thereof, or the like. The implantation of the ions into the dielectric layer can cause the volume of the dielectric layer to expand, creating a seal between the dielectric layer and the second contact material. A planarization process, such as chemical mechanical polishing (CMP), planarizes the dielectric layer and the second contact material. The seal prevents chemicals used in the planarization process, such as CMP slurry, from penetrating between the second contact material and the dielectric layer and removing material from the first contact material. This reduces the formation of cracks between the contact and the dielectric layer, reduces device defects, and improves device performance.
Gate-Dielektrikum-Schichten 100 befinden sich entlang Seitenwände und über einer oberen Fläche der Finnen 55, und Gate-Elektroden 102 befinden sich über den Gate-Dielektrikum-Schichten 100. Epitaktische Source-/Drain-Bereiche 92 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Finnen 55, der Gate-Dielektrikum-Schichten 100 und der Gate-Elektroden 102 angeordnet.
Einige der hier erörterten Ausführungsformen werden im Zusammenhang mit Fin-Feldeffekttransistoren (FinFETs) erörtert, die mit Gate-Last-Prozessen (Gate-zuletzt-Prozessen) hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Gate-First-Prozess (Gate-zuerst-Prozess) verwendet werden. Außerdem erwägen einige Ausführungsformen Aspekte, die in planaren Bauelementen (z. B. planaren Feldeffekttransistor), Nanostruktur-Feldeffekttransistoren (z. B. Nanoblatt-, Nanodraht-, Gate-All-Around-Feldeffekttransistoren oder dergleichen) (NSFETs) oder dergleichen verwendet werden.Some of the embodiments discussed herein are discussed in the context of fin field effect transistors (FinFETs) fabricated with gate-last (gate-last) processes. In some embodiments, a gate-first process may be used. Additionally, some embodiments contemplate aspects used in planar devices (e.g., planar field effect transistor), nanostructure field effect transistors (e.g., nanosheet, nanowire, gate all around field effect transistors, or the like) (NSFETs), or the like .
In
Das Substrat 50 hat einen Bereich 50N und einen Bereich 50P. Der Bereich 50N kann dem Bilden von Bauelementen vom n-Typ dienen, wie NMOS-Transistoren, z. B. n-FinFETs. Der Bereich 50P kann dem Bilden von Bauelementen vom p-Typ dienen, wie PMOS-Transistoren, z. B. p-FinFETs. Der Bereich 50N kann physisch von dem Bereich 50P getrennt sein (wie durch den Teiler 51 veranschaulicht), und eine beliebige Anzahl von Bauelementmerkmalen (z. B. andere aktive Bauelemente, dotierte Bereiche, Isolationsstrukturen usw.) können zwischen dem Bereich 50N und dem Bereich 50P angeordnet sein.The
In
Die Finnen 55 können durch ein beliebiges geeignetes Verfahren strukturiert werden. Die Finnen 55 können zum Beispiel unter Verwendung eines oder mehrerer Fotolithografieprozesse strukturiert werden, einschließlich Doppel- oder Mehrfachstrukturierungsprozesse. Im Allgemeinen sind bei Doppel- oder Mehrfachstrukturierungsprozessen Fotolithografie- und selbstausrichtende Prozesse kombiniert, was die Herstellung von Strukturen mit kleineren Abmessungen ermöglicht als zum Beispiel unter Verwendung eines einzigen direkten Fotolithografieprozesses erreichbar ist. Zum Beispiel wird in einer Ausführungsform eine Opferschicht über einem Substrat gebildet und unter Verwendung eines Fotolithografieprozesses strukturiert. Abstandshalter werden unter Verwendung eines selbstausrichtenden Prozesses neben der strukturierten Opferschicht gebildet. Die Opferschicht wird dann entfernt, und die verbleibenden Abstandshalter können dann verwendet werden, um die Finnen 55 zu strukturieren. In einigen Ausführungsformen kann die Maske (oder andere Schicht) auf den Finnen 55 verbleiben.The
In
Dann wird ein Entfernungsprozess auf das Isolationsmaterial angewendet, um überschüssiges Isolationsmaterial über den Finnen 55 zu entfernen. In einigen Ausführungsformen kann ein Planarisierungsprozess, wie chemisch-mechanisches Polieren (CMP), ein Rückätzprozess, Kombinationen davon oder dergleichen, verwendet werden. Der Planarisierungsprozess kann das Isolationsmaterial und die Finnen 55 planarisieren. Der Planarisierungsprozess legt die Finnen 55 derart frei, dass die oberen Flächen der Finnen 55 und des Isolationsmaterials bündig sind, nachdem der Planarisierungsprozess beendet ist.A removal process is then applied to the insulation material to remove excess insulation material over the
Das Isolationsmaterial wird dann vertieft, um die STI-Bereiche 58 zu bilden, wie in
Der mit Bezug auf
Noch ferner kann es vorteilhaft sein, in dem Bereich 50N (z. B. einem NMOS-Bereich) ein anderes Material als das Material im Bereich 50P (z. B. einem PMOS-Bereich) epitaktisch aufzuwachsen. In einigen Ausführungsformen können obere Abschnitte der Finnen 55 aus Siliziumgermanium (SixGe1-x, wobei x im Bereich von 0 bis 1 liegen kann), Siliziumcarbid, reinem oder im Wesentlichen reinem Germanium, einem III-V-Verbindungshalbleiter, einem II-VI-Verbindungshalbleiter oder dergleichen gebildet werden. Die verfügbare Materialien zum Bilden von III-V-Verbindungshalbleitern umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel Indiumarsenid, Aluminiumarsenid, Galliumarsenid, Indiumphosphid, Galliumnitrid, Indiumgalliumarsenid, Indiumaluminiumarsenid, Galliumantimonid, Aluminiumantimonid, Aluminiumphosphid, Galliumphosphid und dergleichen.Still further, it may be advantageous to epitaxially grow a different material in
Ferner können in
In Ausführungsformen mit unterschiedlichen Wannentypen können unterschiedliche Implantationsschritte für den n-Bereich 50N und den p-Bereich 50P unter Verwendung eines Fotolacks oder anderer Masken (nicht separat veranschaulicht) erzielt werden. Zum Beispiel kann ein Fotolack über den Finnen 55 und den STI-Bereichen 58 in dem Bereich 50N gebildet werden. Der Fotolack wird strukturiert, um den Bereich 50P des Substrats 50, wie einen PMOS-Bereich, freizulegen. Der Fotolack kann unter Verwendung einer Aufschleudertechnik gebildet und unter Verwendung von annehmbaren Fotolithografietechniken strukturiert werden. Sobald der Fotolack strukturiert ist, wird eine n-Fremdstoffimplantation in dem Bereich 50P durchgeführt und der Fotolack kann als Maske dienen, die im Wesentlichen verhindert, dass n-Fremdstoffe in den Bereich 50N, wie einen NMOS-Bereich, implantiert werden. Die n-Fremdstoffen können Phosphor, Arsen, Antimon oder dergleichen sein, die im Bereich mit einer Konzentration von gleich oder weniger als 1 x 1018 Atome/cm3, wie zwischen etwa 1 × 1016 Atome/cm3 und etwa 1 × 1018 Atome/cm3, implantiert werden. Nach der Implantation wird der Fotolack entfernt, beispielsweise durch einen annehmbaren Veraschungsprozess.In embodiments with different well types, different implantation steps for the n-
Im Anschluss an die Implantation des Bereichs 50P wird ein Fotolack über den Finnen 55 und den STI-Bereichen 58 in dem Bereich 50P gebildet. Der Fotolack wird strukturiert, um den Bereich 50N des Substrats 50, wie den NMOS-Bereich, freizulegen. Der Fotolack kann unter Verwendung einer Aufschleudertechnik gebildet und unter Verwendung von annehmbaren Fotolithografietechniken strukturiert werden. Sobald der Fotolack strukturiert ist, kann eine p-Fremdstoffimplantation in dem Bereich 50N durchgeführt werden und der Fotolack kann als Maske dienen, die im Wesentlichen verhindert, dass p-Fremdstoffe in den Bereich 50P, wie einen PMOS-Bereich, implantiert werden. Die p-Fremdstoffen können Bor, Borfluorid, Indium oder dergleichen sein, die in dem Bereich mit einer Konzentration von gleich oder weniger als 1 × 1018 Atome/cm3, wie zwischen etwa 1 × 1016 Atome/cm3 und etwa 1 × 1018 Atome/cm3, implantiert werden. Nach der Implantation kann der Fotolack entfernt werden, beispielsweise durch einen annehmbaren Veraschungsprozess.Following the implantation of
Nach den Implantationen des Bereichs 50N und des Bereichs 50P kann ein Temperschritt durchgeführt werden, um Implantationsschäden zu reparieren und die implantierten p- und/oder n-Fremdstoffe zu aktivieren. In einigen Ausführungsformen können die aufgewachsenen Materialien epitaktischer Finnen während des Aufwachsens in situ dotiert werden, wodurch die Implantationen vermieden werden können, In-situ- und Implantationsdotierung können jedoch auch zusammen verwendet werden.After the
In
In
In
In
Nachdem die ersten Abstandhalter 81 und die zweiten Abstandhalter 83 gebildet ist, können Implantationen für schwach dotierte Source-/Drain-Bereiche (LDD-Bereiche - lightly doped source/drain regions) (nicht separat veranschaulicht) durchgeführt werden. In Ausführungsformen mit unterschiedlichen Bauelementtypen kann, ähnlich wie bei den vorstehend in
Es sei angemerkt, dass die vorstehende Offenbarung einen Prozess zum Bilden von Abstandshaltern und LDD-Bereichen allgemein beschreibt. Andere Prozesse und Abfolgen können verwendet werden. Es können zum Beispiel weniger oder zusätzliche Abstandshalter verwendet werden, es kann eine andere Schrittabfolge verwendet werden (z. B. kann es die ersten Abstandshalter 81 vor dem Bilden der zweiten Abstandshalterschicht 83 gebildet werden, kann es zusätzliche Abstandshalter gebildet und entfernt werden und/oder dergleichen). Außerdem können die Bauelemente vom n-Typ und p-Typ unter Verwendung unterschiedlicher Strukturen und Schritte gebildet werden.It should be noted that the above disclosure generally describes a process for forming spacers and LDD regions. Other processes and sequences can be used. For example, fewer or additional spacers may be used, a different sequence of steps may be used (e.g., the
In
In
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 im Bereich 50N, z. B. dem NMOS-Bereich, können durch Maskieren des Bereichs 50P, z. B. des PMOS-Bereichs, gebildet werden. Dann werden die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 in den ersten Vertiefungen 86 epitaktisch aufgewachsen. Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 können ein beliebiges annehmbares Material umfassen, wie ein für n-FinFETs angemessenes. Wenn zum Beispiel die Finnen 55 Silizium sind, können die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 Materialien umfassen, die eine Zugbeanspruchung auf die zweiten Nanostrukturen 55 ausüben, wie Silizium, Siliziumcarbid, phosphordotiertes Siliziumcarbid, Siliziumphosphid oder dergleichen. Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 können Flächen aufweisen, die von jeweiligen Flächen der Finnen 55 erhaben sind, und können Facetten aufweisen.The epitaxial source/
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 im Bereich 50P, z. B. dem PMOS-Bereich, können durch Maskieren des Bereichs 50N, z. B. des NMOS-Bereichs, gebildet werden. Dann werden die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 in den ersten Vertiefungen 86 epitaktisch aufgewachsen. Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 können ein beliebiges annehmbares Material umfassen, wie ein für p-NSFETs angemessenes. Wenn zum Beispiel die Finnen 55 Silizium sind, können die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 Materialien umfassen, die eine Druckbeanspruchung auf die zweiten Nanostrukturen 55 ausübt, wie Siliziumgermanium, bordotiertes Siliziumgermanium, Germaniumzinn oder dergleichen. Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 können auch Flächen aufweisen, die von jeweiligen Flächen der Finnen 55 erhaben sind, und können Facetten aufweisen.The epitaxial source/
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92, die Finnen 55 und/oder das Substrat 50 können mit Dotierstoffen implantiert werden, um Source-/Drain-Bereiche zu bilden, ähnlich dem zuvor erörterten Prozess zum Bilden schwach dotierter Source-/Drain-Bereiche, gefolgt von einem Temperschritt. Die Source-/Drain-Bereiche können eine Fremdstoffskonzentration zwischen etwa 1 × 1019 Atome/cm3 und etwa 1 × 1021 Atomen/cm3 aufweisen. Die n- und/oder p-Fremdstoffe für Source-/Drain-Bereiche können beliebige der zuvor erörterten Fremdstoffe sein. In einigen Ausführungsformen können die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 während des Aufwachsens in situ dotiert werden.The epitaxial source/
Als Ergebnis der Epitaxieprozesse, die zur Bildung der epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 in dem Bereich 50N und dem Bereich 50P verwendet werden, weisen obere Oberflächen der epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 Facetten auf, die sich seitlich nach außen über die Seitenwände der Finnen 55 hinweg erstrecken. In einigen Ausführungsformen führen diese Facetten dazu, dass benachbarte epitaktische Source-/Drain-Bereiche 92 desselben FinFET zusammenwachsen, wie durch
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 können eine oder mehrere Halbleitermaterialschichten umfassen. Zum Beispiel können die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 eine erste Halbleitermaterialschicht 92A, eine zweite Halbleitermaterialschicht 92B und eine dritte Halbleitermaterialschicht 92C umfassen. Eine beliebige Anzahl von Halbleitermaterialschichten kann für die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 verwendet werden. Jede der ersten Halbleitermaterialschicht 92A, der zweiten Halbleitermaterialschicht 92B und der dritten Halbleitermaterialschicht 92C kann aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien gebildet werden und/oder auf unterschiedliche Dotierstoffkonzentrationen dotiert werden. In einigen Ausführungsformen kann die erste Halbleitermaterialschicht 92A eine geringere Dotierstoffkonzentration als die zweite Halbleitermaterialschicht 92B und eine höhere Dotierstoffkonzentration als die dritte Halbleitermaterialschicht 92C aufweisen. In Ausführungsformen, in denen die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 92 drei Halbleitermaterialschichten umfassen, kann die erste Halbleitermaterialschicht 92A abgeschieden werden, kann die zweite Halbleitermaterialschicht 92B über der ersten Halbleitermaterialschicht 92A abgeschieden werden und kann die dritte Halbleitermaterialschicht 92C über der zweiten Halbleitermaterialschicht 92B abgeschieden werden.The epitaxial source/
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Die Gate-Elektroden 102 werden auf den Gate-Dielektrikum-Schichten 100 abgeschieden und füllen die restlichen Abschnitte der zweiten Vertiefungen 98. Die Gate-Elektroden 102 können ein metallhaltiges Material wie Titannitrid, Titanoxid, Tantalnitrid, Tantalcarbid, Kobalt, Ruthenium, Aluminium, Wolfram, Kombinationen davon oder Mehrfachschichten daraus umfassen. Zum Beispiel können, obwohl in
Die Bildung der Gate-Dielektrikum-Schichten 100 in den Bereichen 50N und 50P kann gleichzeitig erfolgen so, dass die Gate-Dielektrikum-Schichten 100 in jedem Bereich aus den gleichen Materialien gebildet werden. Die Bildung der Gate-Elektroden 102 kann gleichzeitig erfolgen so, dass die Gate-Elektroden 102 in jedem Bereich aus den gleichen Materialien gebildet werden. In einigen Ausführungsformen können die Gate-Dielektrikum-Schichten 100 in jedem Bereich durch unterschiedliche Prozesse derart gebildet werden, dass die Gate-Dielektrikum-Schichten 100 aus unterschiedlichen Materialien sein können. Die Gate-Elektroden 102 in jedem Bereich können durch unterschiedliche Prozesse derart gebildet werden, dass die Gate-Elektroden 102 aus unterschiedlichen Materialien sein können. Wenn unterschiedliche Prozesse verwendet werden, können verschiedene Maskierungsschritte verwendet werden, um angemessene Bereiche zu maskieren bzw. freizulegen.The formation of the gate
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Die Materialien des zweiten Kontaktmaterials 110 und der Auskleidung 106 haben möglicherweise keine gute Haftung zueinander, so dass sich bei anschließenden Prozessen Risse oder andere Defekte zwischen dem zweiten Kontaktmaterial 110 und der Auskleidung 106 bilden können. Zum Beispiel können sich während eines anschließenden Prozesses zur Planarisierung des zweiten Kontaktmaterials 110 Risse zwischen dem zweiten Kontaktmaterial 110 und der Auskleidung 106 bilden (im Folgenden mit Bezug auf
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Die Außenflächen jedes der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und der dotierten CESL-Abschnitte 94a können sich um einen Abstand von etwa 1 nm bis etwa 10 nm oder von etwa 1 nm bis etwa 5 nm nach außen ausdehnen. Die Ausdehnung der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und der dotierten CESL-Abschnitte 94a um mindestens diesen Betrag verbessert die Abdichtung zwischen den dotierten Kontaktabschnitten 110a und jedem der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und der dotierten CESL-Abschnitte 94a, was verhindert, dass Prozessflüssigkeiten zwischen die dotierten Kontaktabschnitte 110, die zweiten Kontaktmaterialien 110 und die ersten Kontaktmaterialien 108 und jeden der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, die dotierten ILD-Abschnitte 96a und die dotierten CESL-Abschnitte 94a eindringen. Dadurch wird eine unerwünschte Materialentfernung von jedem der dotierten Kontaktabschnitte 110a, des zweiten Kontaktmaterials 110 und des ersten Kontaktmaterials 108 verhindert, die Bauelementdefekte reduziert und die Bauelementleistung verbessert.The outer surfaces of each of the doped
Die Dotierstoffe in jedem der dotierten Kontaktabschnitte 110a, den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a, den dotierten ILD-Abschnitten 96a und den dotierten CESL-Abschnitten 94a können sich bis zu einer Tiefe von etwa 1 nm bis etwa 15 nm oder von etwa 1 nm bis etwa 10 nm erstrecken. Obwohl die unteren Ausdehnungen jedes der dotierten Kontaktabschnitte 110a, der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und der dotierten CESL-Abschnitte 94a so veranschaulicht sind, dass sie in der gleichen Tiefe zueinander ausgerichtet sind, kann jede der unteren Flächen der dotierten Kontaktabschnitte 110a, der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und der dotierten CESL-Abschnitte 94a falsch zueinander ausgerichtet sein und sich in unterschiedliche Tiefen erstrecken. In der in
In einigen Ausführungsformen können die dotierten Kontaktabschnitte 110a, die dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, die dotierten ILD-Abschnitte 96a und die dotierten CESL-Abschnitte 94a die gleichen Dotierstoffe umfassen, die Germanium (Ge), Silizium (Si), Argon (Ar), Xenon (Xe), Arsen (As), Stickstoff (N), Kombinationen davon oder dergleichen umfassen können. In einigen Ausführungsformen können die dotierten Kontaktabschnitte 110a, die dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, die dotierten ILD-Abschnitte 96a und die dotierten CESL-Abschnitte 94a ferner Wasserstoff (H) umfassen, der zusammen mit den Dotierstoffen aus der Umgebungsluft oder dergleichen implantiert werden kann. Die dotierten Kontaktabschnitte 110a, die dotierten CESL-Abschnitte 94a, die dotierten Auskleidungsabschnitte 106a und die dotierten ILD-Abschnitte 96a können durch eine Ionenimplantation gebildet werden. Die Dosis für die Ionenimplantation kann im Bereich von etwa 1 × 1014 Atome/cm2 bis etwa 1 × 1016 Atome/cm2 liegen und der Neigungswinkel für die Ionenimplantation kann im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 60 Grad liegen. Die Ionenimplantation kann bei einer Temperatur im Bereich von etwa -100 °C bis etwa 500 °C mit einer angewandten Energie im Bereich von etwa 2 keV bis etwa 50 keV durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Durchführen der Ionenimplantation bei einer Temperatur im Bereich von etwa -100 °C bis etwa 25 °C für eine größere Ausdehnung der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und/oder der dotierten CESL-Abschnitte 94a sorgen, was die Abdichtung zwischen den dotierten Kontaktabschnitten 110a und den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a weiter verbessern kann. In einigen Ausführungsformen können die Konzentrationen der Dotierstoffe in jedem der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, den dotierten ILD-Abschnitten 96a und den dotierten CESL-Abschnitten 94a im Bereich von etwa 1 × 1020 Atomen/cm3 bis etwa 2 × 1022 Atomen/cm3 liegen. In einigen Ausführungsformen können die Konzentrationen der Dotierstoffe in den dotierten Kontaktbereichen 110a im Bereich von etwa 1 × 1018 Atomen/cm3 bis etwa 1 × 1021 Atomen/cm3 liegen.In some embodiments, the doped
Die Verteilung der Dotierstoffe kann in jedem der dotierten Kontaktbereiche 110a, den dotierten Auskleidungsbereichen 106a, den dotierten ILD-Bereichen 96a und den dotierten CESL-Bereichen 94a variieren. Eine Verteilung der Dotierstoffe in den dotierten Kontaktabschnitten 110a, den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a, den dotierten ILD-Abschnitten 96a und den dotierten CESL-Abschnitten 94a wird als die in
In der in
Obwohl beschrieben wurde, dass die Dotierstoffe nur in das zweite Kontaktmaterial 110, die Auskleidung 106, die erste ILD 96 und die CESL 94 implantiert werden, können die Dotierstoffe in einigen Ausführungsformen auch in die ersten Abstandshalter 81, die zweiten Abstandshalter 83, die Gate-Dielektrikum-Schichten 100 und die Gate-Elektroden 102 implantiert werden. Das Implantieren der Dotierstoffe in einen der ersten Abstandhalter 81, der zweiten Abstandhalter 83, der Gate-Dielektrikum-Schichten 100 und der Gate-Elektroden 102 kann dazu führen, dass zusätzliche Beanspruchung auf die dotierten Kontaktabschnitte 110a ausgeübt wird, was die Abdichtung zwischen den dotierten Kontaktabschnitten 110a und den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a verbessern kann. Außerdem können in einigen Ausführungsformen die Dotierstoffe über die gesamte Dicke des zweiten Kontaktmaterials 110 und in das erste Kontaktmaterial 108 implantiert werden.Although the dopants have been described as being implanted only into the
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Nach der Planarisierung kann eine Spitze der Verteilung der Dotierstoffe in den dotierten Kontaktabschnitten 110a, den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a, den dotierten ILD-Abschnitten 96a und den dotierten CESL-Abschnitten 94a nahe der Mitte der dotierten Kontaktabschnitte 110a, der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und der dotierten CESL-Abschnitte 94a in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche des Substrats 50 liegen. In einigen Ausführungsformen kann die Spitze der Verteilung der Dotierstoffe in den dotierten Kontaktabschnitten 110a, den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a, den dotierten ILD-Abschnitten 96a und den dotierten CESL-Abschnitten 94a in der Nähe der oberen Flächen der dotierten Kontaktabschnitte 110a, der dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, der dotierten ILD-Abschnitte 96a und der dotierten CESL-Abschnitte 94a liegen.After planarization, the distribution of dopants in the doped
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Öffnungen für die Source/Drain-Kontakte 118 werden durch das zweite ILD 114 und Öffnungen für die Gate-Kontakte 116 werden durch das zweite ILD 114 und die Gate-Maske 112 gebildet. Die Öffnungen können unter Verwendung annehmbarer Fotolithografie- und Ätztechniken gebildet werden. In den Öffnungen werden eine Auskleidung, wie eine Diffusionssperrschicht, eine Haftschicht oder dergleichen, und ein leitfähiges Material gebildet. Die Auskleidung kann Titan, Titannitrid, Tantal, Tantalnitrid oder dergleichen umfassen. Das leitfähige Material kann Kupfer, eine Kupferlegierung, Silber, Gold, Wolfram, Kobalt, Aluminium, Nickel oder dergleichen sein. Ein Planarisierungsprozess, wie ein CMP, kann durchgeführt werden, um überschüssiges Material von einer Fläche des zweiten ILD 114 zu entfernen. Die verbleibende Auskleidung und das verbleibende leitfähige Material bilden die Source-/Drain-Kontakte 118 und die Gate-Kontakte 116 in den Öffnungen. Die Source-/Drain-Kontakte 118 werden über das erste Kontaktmaterial 108, das zweite Kontaktmaterial und die dotierten Kontaktabschnitte 110a physikalisch und elektrisch mit den epitaktischen Source-/Drain-Bereichen 92 gekoppelt, und die Gate-Kontakte 116 werden physikalisch und elektrisch mit den Gate-Elektroden 102 gekoppelt. Die Source-/Drain-Kontakte 118 und die Gate-Kontakte 116 können in verschiedenen Prozessen gebildet werden oder können in demselben Prozess gebildet werden. Obwohl sie derart gezeigt sind, dass sie in der gleichen Querschnitt gebildet werden, versteht es sich, dass die Source-/Drain-Kontakte 118 und die Gate-Kontakte 116 in unterschiedlichen Querschnitten gebildet werden können, wodurch ein Kurzschließen der Kontakte vermieden werden kann.Openings for the source/
Ausführungsformen können verschiedene Vorteile erzielen. Zum Beispiel kann das Dotieren der Auskleidung 106, der ersten ILD 96 und der CESL 94, um die dotierten Auskleidungsabschnitte 106a, die dotierten ILD-Abschnitte 96a bzw. die dotierten CESL-Abschnitte 94a zu bilden, kann dazu führen, dass sich die Materialien der Auskleidung 106, der ersten ILD 96 und der CESL 94 ausdehnen, was die Abdichtung zwischen den dotierten Kontaktabschnitten 110a und den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a verbessert. Die verbesserte Abdichtung zwischen den dotierten Auskleidungsabschnitten 106a und den dotierten Kontaktabschnitten 110a verhindert, dass Prozessflüssigkeiten, wie eine CMP-Aufschlämmung, zwischen die dotierten Auskleidungsabschnitte 106a und die dotierten Kontaktabschnitte 110a eindringen. Dadurch wird verhindert, dass Materialien der dotierten Kontaktabschnitte 110a, des zweiten Kontaktmaterials 110 und des ersten Kontaktmaterials 108 durch die Prozessflüssigkeiten oder dergleichen unerwünscht entfernt werden, was die Bauelementdefekte reduziert und die Bauelementleistung verbessert.Embodiments can achieve various benefits. For example, doping the
Die offenbarten FinFET-Ausführungsformen könnten auch auf Nanostruktur-Bauelemente wie Nanostruktur-Feldeffekttransistoren (z. B. Nanoblatt-, Nanodraht-, Gate-All-Around-Feldeffekttransistoren oder dergleichen) (NSFETs) angewendet werden. In einer NSFET-Ausführungsform sind die Finnen durch Nanostrukturen ersetzt, die durch Strukturieren eines Stapels mit abwechselnder Schichtfolge aus Kanalschichten und Opferschichten gebildet werden. Dummy-Gate-Stapel und Source-/Drain-Bereiche werden in ähnlicher Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gebildet. Nachdem die Dummy-Gate-Stapel entfernt ist, können die Opferschichten in Kanalbereichen teilweise oder vollständig entfernt werden. Die Ersatz-Gate-Strukturen werden auf ähnliche Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gebildet, die Ersatz-Gate-Strukturen können Öffnungen, die durch das Entfernen der Opferschichten hinterlassen wurden, teilweise oder vollständig füllen und die Ersatz-Gate-Strukturen können die Kanalschichten in den Kanalbereichen der NSFET-Bauelemente teilweise oder vollständig umgeben. Die ILDs und die Kontakte zu den Ersatz-Gate-Strukturen und den Source-/Drain-Bereichen können auf ähnliche Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gebildet werden. Ein Nanostruktur-Bauelement kann wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2016/0365414 offenbart gebildet werden, die vorliegend durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.The disclosed FinFET embodiments could also be applied to nanostructured devices such as nanostructured field effect transistors (e.g., nanosheet, nanowire, gate all around field effect transistors, or the like) (NSFETs). In an NSFET embodiment, the fins are replaced by nanostructures formed by patterning a stack of alternating channel layers and sacrificial layers. Dummy gate stacks and source/drain regions are formed in a manner similar to the embodiments described above. After the dummy gate stack is removed, the sacrificial layers in channel areas can be partially or fully removed. The replacement gate structures are formed in a manner similar to the embodiments described above, the replacement gate structures may partially or completely fill openings left by the removal of the sacrificial layers, and the replacement gate structures may fill the channel layers partially or completely surrounded in the channel regions of the NSFET devices. The ILDs and the contacts to the replacement gate structures and the source/drain regions can be formed in a manner similar to the embodiments described above. A nanostructure device can be used as described in US patent application publication no. 2016/0365414, which is incorporated herein by reference in its entirety.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Halbleiterbauelement eine erste dielektrische Schicht über einem leitfähigen Merkmal, wobei ein erster Abschnitt der ersten dielektrischen Schicht einen ersten Dotierstoff umfasst; ein Metallmerkmal, das elektrisch mit dem leitfähigen Merkmal gekoppelt ist, wobei das Metallmerkmal ein erstes Kontaktmaterial in Kontakt mit dem leitfähigen Merkmal umfasst; ein zweites Kontaktmaterial über dem ersten Kontaktmaterial, wobei das zweite Kontaktmaterial ein Material umfasst, das sich von dem ersten Kontaktmaterial unterscheidet, wobei ein erster Abschnitt des zweiten Kontaktmaterials ferner den ersten Dotierstoff umfasst; und eine dielektrische Auskleidung zwischen der ersten dielektrischen Schicht und dem Metallmerkmal, wobei ein erster Abschnitt der dielektrischen Auskleidung den ersten Dotierstoff umfasst. In einer Ausführungsform umfasst der erste Dotierstoff Germanium (Ge). In einer Ausführungsform umfasst das erste Kontaktmaterial Kobalt (Co) und das zweite Kontaktmaterial umfasst Wolfram (W). In einer Ausführungsform erstrecken sich der erste Abschnitt der ersten dielektrischen Schicht, der erste Abschnitt des zweiten Kontaktmaterials und der erste Abschnitt der dielektrischen Auskleidung jeweils in Tiefen von 1 nm bis 15 nm. In einer Ausführungsform sind die oberen Flächen der ersten dielektrischen Schicht, des Metallmerkmals und der dielektrischen Auskleidung miteinander bündig. In einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauelement ferner eine zweite dielektrische Schicht über dem leitfähigen Merkmal, wobei ein erster Abschnitt der zweiten dielektrischen Schicht mit dem ersten Dotierstoff dotiert ist, wobei die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht jeweils Seitenwände der dielektrischen Auskleidung kontaktieren, und wobei die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht jeweils unterschiedliche Materialien umfassen. In einer Ausführungsform umfasst die erste dielektrische Schicht Siliziumoxid und die zweite dielektrische Schicht Siliziumnitrid. In einer Ausführungsform befindet sich eine maximale Konzentration des ersten Dotierstoffs in jedem von dem ersten Abschnitt der ersten dielektrischen Schicht, dem ersten Abschnitt des zweiten Kontaktmaterials und dem ersten Abschnitt der dielektrischen Auskleidung an einer oberen Fläche des ersten Abschnitts der ersten dielektrischen Schicht, des ersten Abschnitts des zweiten Kontaktmaterials bzw. des ersten Abschnitts der dielektrischen Auskleidung. In einer Ausführungsform befindet sich eine maximale Konzentration des ersten Dotierstoffs in jedem von dem ersten Abschnitt der ersten dielektrischen Schicht, dem ersten Abschnitt des zweiten Kontaktmaterials und dem ersten Abschnitt der ersten dielektrischen Schicht unter einer oberen Fläche des ersten Abschnitts der ersten dielektrischen Schicht, des ersten Abschnitts des zweiten Kontaktmaterials bzw. des ersten Abschnitts der ersten dielektrischen Schicht.According to one embodiment, a semiconductor device includes a first dielectric layer over a conductive feature, wherein a first portion of the first dielectric layer includes a first dopant; a metal feature electrically coupled to the conductive feature, the metal feature comprising a first contact material in contact with the conductive feature; a second contact material over the first contact material, the second contact material comprising a material different than the first contact material, a first portion of the second contact material further comprising the first dopant; and a dielectric liner between the first dielectric layer and the metal feature, wherein a first portion of the dielectric liner includes the first dopant. In one embodiment, the first dopant includes germanium (Ge). In one embodiment, the first contact material includes cobalt (Co) and the second contact material includes tungsten (W). In one embodiment, the first portion of the first dielectric layer, the first portion of the second contact material, and the first portion of the dielectric liner each extend to depths of 1 nm to 15 nm. In one embodiment, the top surfaces of the first dielectric layer are the metal feature and the dielectric liner are flush with each other. In one embodiment, the semiconductor device further comprises a second dielectric layer over the conductive feature, a first portion of the second dielectric layer being doped with the first dopant, the first dielectric layer and the second dielectric layer each contacting sidewalls of the dielectric liner, and wherein the first dielectric layer and the second dielectric layer each comprise different materials. In one embodiment, the first dielectric layer includes silicon oxide and the second dielectric layer includes silicon nitride. In one embodiment, there is a maximum concentration of the first dopant in each of the first portion of the first dielectric layer, first portion of the second contact material, and first portion of the dielectric liner at a top surface of the first portion of the first dielectric layer, the first portion of the second contact material, and the first portion of the dielectric liner, respectively. In one embodiment, a maximum concentration of the first dopant in each of the first portion of the first dielectric layer, the first portion of the second contact material, and the first portion of the first dielectric layer is below a top surface of the first portion of the first dielectric layer, the first Section of the second contact material or the first section of the first dielectric layer.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Halbleiterbauelement eine erste dielektrische Schicht über einem Substrat und einem leitfähigen Merkmal; eine erste dotierte dielektrische Schicht über der ersten dielektrischen Schicht; einen ersten Metallabschnitt in der ersten dielektrischen Schicht, der elektrisch mit dem leitfähigen Merkmal gekoppelt ist; einen dotierten Metallabschnitt über dem ersten Metallabschnitt, wobei der erste Metallabschnitt und der dotierte Metallabschnitt ein gleiches Metallmaterial umfassen; eine dielektrische Auskleidung zwischen der ersten dielektrischen Schicht und dem ersten Metallabschnitt; und eine dotierte Auskleidung über der dielektrischen Auskleidung und zwischen der ersten dotierten dielektrischen Schicht und dem dotierten Metallabschnitt, wobei die erste dotierte dielektrische Schicht, die dotierte Auskleidung und der dotierte Metallabschnitt jeweils erste Dotierstoffe umfassen. In einer Ausführungsform umfassen die ersten Dotierstoffe Xenon (Xe). In einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauelement ferner einen zweiten Metallabschnitt zwischen dem ersten Metallabschnitt und dem leitfähigen Merkmal, wobei der zweite Metallabschnitt den ersten Metallabschnitt mit dem leitfähigen Merkmal elektrisch koppelt und der zweite Metallabschnitt ein anderes Metall als der erste Metallabschnitt umfasst. In einer Ausführungsform umfasst der zweite Metallabschnitt Kobalt (Co) und der erste Metallabschnitt umfasst Ruthenium (Ru). In einer Ausführungsform kontaktiert die dielektrische Auskleidung die Seitenwände des ersten Metallabschnitts und des zweiten Metallabschnitts, und die dotierte Auskleidung kontaktiert die Seitenwände des ersten Metallabschnitts. In einer Ausführungsform sind untere Ausdehnungen der ersten dotierten dielektrischen Schicht, des dotierten Metallabschnitts und der dotierten Auskleidung zueinander ausgerichtet.According to another embodiment, a semiconductor device includes a first dielectric layer over a substrate and a conductive feature; a first doped dielectric layer over the first dielectric layer; a first portion of metal in the first dielectric layer electrically coupled to the conductive feature; a doped metal portion overlying the first metal portion, the first metal portion and the doped metal portion comprising a same metal material; a dielectric liner between the first dielectric layer and the first metal section; and a doped liner over the dielectric liner and between the first doped dielectric layer and the doped metal portion, wherein the first doped dielectric layer, the doped liner, and the doped metal portion each include first dopants. In one embodiment, the first dopants include xenon (Xe). In one embodiment, the semiconductor device further includes a second metal portion between the first metal portion and the conductive feature, wherein the second metal portion electrically couples the first metal portion to the conductive feature, and the second metal portion includes a different metal than the first metal portion. In one embodiment, the second metal portion includes cobalt (Co) and the first metal portion includes ruthenium (Ru). In one embodiment, the dielectric liner contacts the sidewalls of the first metal portion and the second metal portion, and the doped liner contacts the sidewalls of the first metal portion. In one embodiment, bottom extents of the first doped dielectric layer, the doped metal portion, and the doped liner are aligned with one another.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren Abscheiden einer ersten dielektrischen Schicht über einem leitfähigen Merkmal; Ätzen der ersten dielektrischen Schicht, um eine Öffnung zu bilden, die das leitfähige Merkmal freilegt; Bilden einer dielektrischen Auskleidung in der Öffnung, wobei die dielektrische Auskleidung Seitenwände der ersten dielektrischen Schicht auskleidet; Bilden eines ersten Metallabschnitts in der Öffnung über dem leitfähigen Merkmal; Bilden eines zweiten Metallabschnitts über dem ersten Metallabschnitt und Füllen der Öffnung, wobei der zweite Metallabschnitt ein Material umfasst, das sich von dem ersten Metallabschnitt unterscheidet; und Durchführen einer Ionenimplantation an der ersten dielektrischen Schicht, der dielektrischen Auskleidung und dem zweiten Metallabschnitt, wobei die Ionenimplantation bewirkt, dass sich das Material der ersten dielektrischen Schicht und der dielektrischen Auskleidung in Richtung auf den zweiten Metallabschnitt ausdehnt. In einer Ausführungsform umfasst das Bilden des ersten Metallabschnitts Abscheiden eines ersten Metallmaterials in der Öffnung; und Rückätzen des ersten Metallmaterials, wobei das erste Metallmaterial Kobalt umfasst. In einer Ausführungsform wird die Ionenimplantation bei einer Temperatur von -100 °C bis 25 °C durchgeführt. In einer Ausführungsform wird die Ionenimplantation mit Germanium-Dotierstoffen in einer Dosierung von 1 × 1014 Atomen/cm2 bis 1 × 1016 Atomen/cm2 durchgeführt, und die Ionenimplantation bewirkt, dass sich das Material der ersten dielektrischen Schicht und der dielektrischen Auskleidung in Richtung auf den zweiten Metallabschnitt um mindestens 1 nm ausdehnt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner Planarisieren des zweiten Metallabschnitts, der dielektrischen Auskleidung und der ersten dielektrischen Schicht nach dem Durchführen der Ionenimplantation.According to another embodiment, a method includes depositing a first dielectric layer over a conductive feature; etching the first dielectric layer to form an opening exposing the conductive feature; forming a dielectric liner in the opening, the dielectric liner lining sidewalls of the first dielectric layer; forming a first metal section in the opening over the conductive feature; forming a second metal portion over the first metal portion and filling the opening, the second metal portion comprising a material different than the first metal portion; and performing an ion implantation on the first dielectric layer, the dielectric liner, and the second metal portion, wherein the ion implantation causes the material of the first dielectric layer and the dielectric liner to expand toward the second metal portion. In one embodiment, forming the first metal portion includes depositing a first metal material in the opening; and etching back the first metal material, the first metal material comprising cobalt. In one embodiment, the ion implantation is performed at a temperature of -100°C to 25°C. In one embodiment, the ion implantation is performed with germanium dopants at a dosage of 1×10 14 atoms/cm 2 to 1×10 16 atoms/cm 2 and the ion implantation causes the material of the first dielectric layer and the dielectric liner to change extends toward the second metal section by at least 1 nm. In an embodiment, the method further includes planarizing the second metal portion, the dielectric liner, and the first dielectric layer after performing the ion implantation.
Das Vorstehende umreißt Merkmale mehrerer Ausführungsformen, sodass die Fachperson die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Die Fachperson sollte sich darüber im Klaren sein, dass sie die vorliegende Offenbarung ohne Weiteres als Grundlage für das Entwerfen oder Abwandeln anderer Prozesse und Strukturen verwenden kann, um dieselben Zwecke auszuführen und/oder dieselben Vorteile der vorliegend vorgestellten Ausführungsformen zu erzielen. Die Fachperson sollte auch erkennen, dass derartige äquivalente Konstruktionen nicht von dem Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass sie verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen hieran vornehmen kann, ohne von dem Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The foregoing outlines features of several embodiments so that those skilled in the art may better understand aspects of the present disclosure. Those skilled in the art should appreciate that they can readily use the present disclosure as a basis for designing or modifying other processes and structures to carry out the same purposes and/or achieve the same advantages of the embodiments presented herein. It should also be appreciated by those skilled in the art that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the present disclosure and that various changes, substitutions and modifications can be made thereto without departing from the spirit and scope of the present disclosure.
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